Populærvitenskap:

Før ble exosomer, ørsmå blærer som cellene i kroppen skiller ut, sett på som avfallsstoffer. Nå begynner forskerne å innse hvor viktige de er.
Før ble exosomer, ørsmå blærer som cellene i kroppen skiller ut, sett på som avfallsstoffer. Nå begynner forskerne å innse hvor viktige de er.

Bittesmå blærer i kampen mot kreft

POPULÆRVITENSKAP: Hvordan kan vi benytte disse tidligere oversette exosomene i behandling av kreft?

Exosomer. De siste tjue årene har interessen for disse finurlige blærene økt. De som før ble sett på som ubetydelig avfallsmateriale har nå blitt vist å være viktige informasjonsbærere. Dette har endret synet på exosomene, og resultert i at de nå stiller som en sterk kandidat i konkurransen om å bli morgendagens kreftterapi-helter.

Hva er exosomer?

Exosomer er bittesmå blærer, også kalt vesikler, som skilles ut fra nesten alle cellene i kroppen. De er typisk 50-150 nanometer og finnes blod og andre kroppsvæsker. I dag vet vi at disse vesiklene er svært viktige for kommunikasjonen mellom ulike celletyper.

For å illustrere størrelsen og funksjonen til exosomer kan man se for seg at man står i toppen av Eiffeltårnet og ser utover Paris. Det er bygninger så langt øyet kan se, og på gaten kjører biler som frakter mennesker rundt i byen. Tenk deg at Paris er kroppen, og bygningene illustrerer kroppens celler. Exosomene er bilene som frakter mennesker fra A-Å. Bilene ser ut som bittesmå firkanter når man står langt ifra, men ser man nærmere på dem har bilene både hjul, ratt og seter.

Det samme gjelder for exosomene. De er utrustet med både proteiner og arvemateriale, og er omringet av en fettvegg (membran). Proteiner på utsiden brukes til navigasjon, og lasten av proteiner og arvemateriale inne i exosomene brukes til å påvirke målcellen. Dette gjør exosomene svært interessante.

Figur 1: Cellene i kroppen vår skiller ut exosomer. Et exosom inneholder arvemateriale og ulike typer proteiner som er omringet av en fettvegg (membran).
Figur 1: Cellene i kroppen vår skiller ut exosomer. Et exosom inneholder arvemateriale og ulike typer proteiner som er omringet av en fettvegg (membran).

Denne formen for celle-til-celle kommunikasjon skjer hele tiden, og påvirker mange viktige prosesser i kroppen. Eksempler på disse kan være ending i metabolismen, endret proteinfunksjon, og endring av genuttrykk.

Men hva kan vi bruke exosomer til?

Exosomer har noen fordeler sammenlignet med cellebasert terapi

Med sin naturlige evne til å frakte informasjon mellom celler, har exosomer blitt et attraktivt mål for utvikling av nye kreftterapier. Exosomer har også andre fordelaktige egenskaper som gjør dem til gode krigere i kreftterapi. I dag er det stort fokus på utvikling av cellebaserte terapier. De har noen utfordringer, som exosomer kan være mindre sensitive for.

Som en naturlig spillebrikke i kroppens kommunikasjonssystem, vil ikke exosomer bli gjenkjent av immunsystemet som fremmede.

For eksempel trives ikke hele celler i sure og oksygenfattige miljøer, som er det man finner inne i kreftsvulster. Dette gjør at terapicellene mister evne til å ta knekken på kreftcellene. I motsetning til celler lar ikke exosomer seg påvirke av dette ugunstige miljøet. Det er til og med foreslått at sur pH stimulerer sammensmelting av exosomer og celler, og dermed gir økt effekt av exosomene. Det er derfor god grunn til å tro at exosomer kan supplementere dagens cellebaserte kreftterapier.

Exosomer kan bli brukt til å frakte legemidler til målceller

Som en naturlig spillebrikke i kroppens kommunikasjonssystem, vil ikke exosomer bli gjenkjent av immunsystemet som fremmede, og de vil ikke være toksiske. Her har de en fordel foran syntetiske vesikler.

Flere forskere har sett på hvordan man kan manipulere exosomene ved å gi de ulik last som endrer oppførselen i målcellene. Dette kan gjøres mens exosomene dannes inni cellen, etter at exosomene har blitt frigjort fra cellen eller via ulike fusjonsmetoder. For eksempel har stamcellederiverte exosomer vist lovende resultater i pasienter med hjerte- og karsykdommer.

Manipulering av exosomer er også brukt i persontilpasset kreftterapi. Da kan vi designe exosomer som vil drepe kreftcellene samtidig som de normale cellene får leve.

Exosomer kan brukes til å påvise sykdom

Det er ikke bare normale celler som skiller ut exosomer. Faktisk ser det ut til at kreftceller skiller ut en større mengde av exosomer enn kroppens vanlige celler. Siden exosomer finnes lett tilgjengelig i blod og annen kroppsvæske, kan man enkelt hente ut exosomer og få viktig informasjon fra dem.

I praksis betyr dette at exosomer kan bli brukt til tidlig påvisning av kreftsykdom. Det er en mindre smertefull metode for pasient sammenlignet med en vevsbiopsi, og man vil kunne få et varsel tidligere i sykdomsforløpet slik at man enklere kan forbygge og hindre videre utvikling av sykdommen.

Exosombasert terapi har noen utfordringer

Exosomer har vokst frem til å bli en ny generasjon av nanobasert terapi, men det er noen utfordringer knyttet til disse små vesiklene. En svakhet er at det mangler gode metoder for å lage store partier med exosomer på en billig og effektiv måte.

Siden exosomer skilles ut fra nesten alle celler i kroppen, er det også bruk for mer kunnskap om hvordan man kan skille de ulike exosomene fra hverandre, og hvordan man på mest effektiv måte kan lage et rent exosomprodukt uten annet rusk og rask.

Det er ingen godkjente exosomprodukter på markedet i dag. Til tross for dette viser forskning lovende resultater, og veien mot exosombaserte behandlinger kommer stadig nærmere mål. Det blir spennende å være med på utviklingen videre, og se hvordan disse små boblene kan bli brukt i klinikken i fremtiden.

Exosomer fra NK-celler

I forskergruppen «Medfødt immunforsvar for kreft» jobber vi med exosomer skilt ut fra celler som kalles naturlige drepe-celler, såkalte NK-celler. NK-celler er en del av det medfødte immunforsvaret vårt. NK-celler er store immunceller som ofte kommer litt i skyggen av andre immunceller som T-cellene. Der T-cellene er opplært til å spesifikt lete etter skurker, patruljerer NK-cellene kroppen og angriper kun hvis de oppdager noe uvanlig.

Når vanlige celler blir til kreftceller endrer de utseende, og det er denne endringen NK-cellene gjenkjenner. På denne måten klarer de å skille mellom friske og syke celler, og kan dermed slå ut syke celler før de blir for farlige for kroppen.

NK-celler er svært effektive til å drepe enkeltceller, og dermed essensielle i startfasen av kreftutviklingen. Men når kreftcellene begynner å klumpe seg sammen, klarer de ikke lenger å bistå. Da er det de andre immuncellene som fortsetter kampen om å slå ut kreftcellene.

Tester på solide krefttyper

Vår hypotese er at exosomer frigjort fra NK-celler kan drepe kreftceller, også etter at kreftcellene har klumpet seg sammen til en svulst. Vi vet at disse NK-exosomene inneholder mange av de samme drapsproteinene som NK-cellene har, og de er dermed er rustet for å kunne drepe farlige celler. Når vi skal lage exosomer som brukes til å drepe kreftceller, bruker vi NK-celler fra friske bloddonorer. Deretter booster vi NK cellene med supermat slik at de slipper ut masse super-NK-exosomer. Det er disse super-NK-exosomene som blir sendt inn i kreftsvulsten for å ta knekken på kreftcellene.

Frem til nå har vi gjennomført mange forsøk i laboratoriet som tyder på at super-NK-exosomer har evnen til å drepe kreftsvulster. Vi har testet super-NK-exosomene våre på en rekke solide krefttyper som brystkreft, tarmkreft, prostatakreft, livmorhalskreft, hjernesvulst og hudkreft. For å få situasjonen mest lik slik den er i kroppen vår, har vi laget små kreftsvulster også kalt 3D kreftsferoider. Her hermer kreftcellene etter ekte kreftsvulster ved å klumpe seg sammen slik som de ville gjort i kroppen.

Figur 2: Hvordan vi lager super-NK-exosomer i laboratoriet: først isolerer vi NK celler fra friske bloddonorer, deretter mater de med supermat og isolerer super-NK-exosomer fra disse. Nå kan vi bruke super-NK-exosomene til å drepe 3D kreftsferoider.
Figur 2: Hvordan vi lager super-NK-exosomer i laboratoriet: først isolerer vi NK celler fra friske bloddonorer, deretter mater de med supermat og isolerer super-NK-exosomer fra disse. Nå kan vi bruke super-NK-exosomene til å drepe 3D kreftsferoider.

Neste steg

Våre resultater viser at super-NK-exosomene klarer å entre kreftsvulstens indre og drepe kreftcellene. Vi har også sett på super-NK-exosomene i et elektronmikroskop som kan ta bilder av veldig, veldig små gjenstander. Slik at vi har klart å faktisk se super-NK-exosomene. De er rundt 100 nanometer og ligner på små smultringer.

Vi har også undersøkt hvilke drapsproteiner super-NK-exosomene våre inneholder, hvilke navigeringsproteiner de har på overflaten og eventuelt hvilke av disse som passer partnere på kreftceller.

Neste steg er å teste super-NK-exosomene i en musemodell for å se hvordan super-NK-exosomene oppfører seg i en levende organisme.

Vi vil gjerne høre fra deg!

TA KONTAKT HER
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? Eller tips om noe vi bør skrive om?
forskning.no og Forskersonen har nå stengt kommentarfeltet - les mer.

Forskersonen er forskning.nos side for debatt og populærvitenskap

Forskersonen er forskning.nos side for debatt og populærvitenskap

Powered by Labrador CMS